FPGA기반의 무선 온도 제어 시스템

Abstract

본 연구는 ASIC기반의 유선 온습도 제어 시스템을 FPGA기반의 무선 제어 시스템으로 설계하고 구현하였다. FPGA 분야와 무선제어 시스템은 산업 현장에서 특히 온도와 습도 측정하는 분야에서 빠르게 성장하고 있다. FPGA는 저렴한 비용으로 빠르게 개발 할 수 있고, 원하는 CPU와 IO를 설정하여 시스템을 구성할 수 있다. 주변 장치를 IP 기반으로 설계하고 쉽게 변경할 수 있다. 무선화는 복잡하고 변화가 많은 현장에서 설치가 간편하고 유지 보수가 용이한 장점이 있다. 본 연구에서는 Sprtan-6 FPGA로 MicroBlaze 기반의 32비트 RISC CPU, 터치 및 주변 장치를 구현하고 임베디드 리눅스를 포팅하고, 지그비 무선 통신을 추가하였다. 시스템에 리눅스 OS와 웹 서버를 추가하여 웹을 통한 모니터링과 제어 기능을 구현하였다. 기존의 시스템과 비교할 때 성능향상 뿐만 아니라 개발이 쉽고 가격도 저렴하다. 연구에서는 특히 리눅스 기반의 개발환경 구축과 사용자 인터페이스 구현에 연구를 집중하였다. In this paper, we designed and built a wired temperature controller system which is based on ASIC for a wireless temperature controller system based on FPGA. FPGA devices and wireless controller systems are growing quickly especially for industrial systems for sensing temperature and humidity. FPGA can set up a desired system and a CPU, and directly set up or change a peripheral device based on an IP quickly for an affordable price. This wireless system is easy to install in the field where there are lots of changes and the system is complex. It also has advantages for maintenance. In this study, we are using a 32 bit RISC CPU based on MicroBlaze, with a touch interface, peripheral device, and porting the embedded Linux. Also, we added wireless communication using ZigBee. With this system we provide remote monitoring and control through the web by adding a web server. Compared to the original system, we say not only a performance improvement, but also more efficient development and cheaper costs. In this study, we focused especially on building a better development environment and a more effective user interface.